[发明专利]一种基于改进离散头脑风暴优化算法的船舶引航排班方法

权利要求书

1.一种基于改进离散头脑风暴优化算法的船舶引航排班方法，其特征在于，包括：

确定船舶引航排班问题的约束条件；

根据船舶引航排班问题的约束条件建立船舶引航排班模型；

将船舶引航排班模型转化为伪旅行商问题模型；

基于改进离散头脑风暴优化算法对所述伪旅行商问题模型进行求解，找出最优船舶引航排班计划，包括：

(4a)读入引航排班任务数M，各引航排班任务的开始地点与到达地点，开始时间与到达时间；

(4b)设置种群规模为N_BSO，每个个体有M个结点，聚类数为m；

(4c)随机初始化种群，产生N_BSO个个体；

(4d)根据目标函数对个体进行评估；

(4e)根据评估结果对个体进行升序排列；

(4f)将个体聚类为m类；

(4g)选择各聚类目标函数值最小的个体作为该类的聚类中心；

(4h)进行聚类中心的更新；

(4i)进行个体的更新如下：

(4i1)随机产生一个0到1间的数值r₂，

如果r₂小于概率参数p₂，则，

随机选择一个聚类，随机产生一个0到1间的数值r₃；

如果r₃小于概率参数p₃，则选择聚类中心加上随机扰动产生一个新个体，进入步骤(4i2)；否则，随机产生一个0到1间的数值r₄；

如果r₄小于概率参数p₄，从该聚类中随机选择一个个体，加上随机扰动产生一个新个体，进入步骤(4i2)；否则，从该聚类中随机选择2个个体互相融合，加上随机扰动产生两个新个体，进入步骤(4i2)；

如果r₂大于等于概率参数p₂，则随机选择两个类，然后，

随机产生一个0到1间的数值r₅；

如果r₅小于概率参数p₅，则将两个类的聚类中心互相融合，加上随机扰动产生两个新个体，进入步骤(4i2)；否则，随机产生一个0到1间的数值r₆；

如果r₆小于概率参数p₆，则将第一个类的聚类中心与从第二个类中随机选择的一个个体互相融合，加上随机扰动产生两个新个体，进入步骤(4i2)；否则，分别从两个类中选择一个个体互相融合，加上随机扰动产生两个新个体，进入步骤(4i2)；

(4i2)计算新产生的个体的目标函数值，与当前个体相比，目标函数值小的个体作为下次迭代的新的个体；

(4j)如果已产生N_BSO个新的个体，则转步骤(4k)，否则转入步骤(4i)；

(4k)如果达到最大迭代次数则停止，否则转步骤(4d)；

(4l)输出最优个体和最佳目标函数值；根据确定的最优船舶引航排班计划进行船舶引航排班。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进离散头脑风暴优化算法的船舶引航排班方法，其特征在于，所述确定船舶引航排班问题的约束条件，包括：

(2a)在一个引航排班任务组中，前一个引航排班任务的到达地点必须等于下一个引航排班任务的开始地点；前一个引航排班任务的到达时间必须早于等于下一个引航排班任务的开始时间；下一个引航排班任务的开始时间减去前一个引航排班任务的到达时间为等待时间，等待过程将会产生等待费用，各引航排班任务间的等待时间必须小于等于等待时间阈值；

(2b)一个引航排班任务组的最后一个引航排班任务的到达地点必须与第一个引航排班任务的开始地点相同，如果引航排班任务组的开始地点与到达地点不同，则产生过夜费用；

(2c)一个引航排班任务组的总引航时间必须小于等于工作时间阈值；

(2d)一个引航排班任务只能属于一个引航排班任务组；

(2e)一个引航排班任务组在各时间段引航的费用是不一样的。